Помоги проекту - поделись книгой:
Оказывается, что число видов цветущих растений больше всего обычно в мае, затем оно сильно сокращается. В одном липовом лесу под Москвой летом было найдено цветущими всего два-три вида растений.
Попробуйте провести такие наблюдения в ваших местах. Определите число видов цветущих растений в мае, июне и последующих месяцах. Неизвестные вам растения высушите, запишите, в каком месяце они цвели, а осенью в юннатском кружке определите их.
Освещение в лиственном лесу резко изменяется в связи с развитием листвы на деревьях. А цветение различных видов растений тесно связано с условиями освещения. Все рано зацветающие растения светолюбивые. Затем, по мере того, как смыкается полог леса, распускаются более теневыносливые растения — ландыш, майник, гравилат, лесные злаки, многие кустарники.
Растения раннецветущие чаще всего имеют белые, желтые, фиолетовые, синие цветы, а более поздние — красные, розоватые.
Интересно, — с чем это связано?
Первая группа растений опыляется шмелями, пчелами, бабочками, вторая — большею частью мухами. Предполагают, что шмели и бабочки лучше замечают желтые, синие, фиолетовые тона.
Полог леса имеет очень важное значение в жизни растений, развивающихся под ним. Теневыносливые породы поглощают оранжевые и синие лучи, которых не поглощают светолюбивые породы. Поэтому летом живой напочвенный покров в лесу получает не только ослабленный свет, но и значительно измененный по составу лучей.
Тень от полога леса, конечно, сказывается на всем облике растений: с освещением тесно связаны изменения температуры, условия испарения и многое другое. Почва, затененная пологом леса, обычно более влажная, чем почва на открытых местах.
И вот обратите внимание, как резко отличаются растения одного и того же вида, растущие на открытом месте, в условиях полного освещения и в тени. В тени, под кустом, у одуванчика — пышная листва темнозеленого цвета; листья его мало или вовсе не изрезаны, пластинка широкая. Можно найти экземпляры одуванчика, у которых длина листовых пластинок достигает тридцати с лишком сантиметров. На рисунке показан такой одуванчик, сорванный в тени больших кустов сирени. А рядом с ним, для сравнения, помещен другой одуванчик, сорванный на хорошо освещенном пригорке. У этого одуванчика совсем другой вид: листья узкие, сильно изрезаны. Некоторые листья представляют собой только расширенную центральную жилку. Вес свежих листьев первого одуванчика оказался в восемнадцать с половиной раз больше, чем второго. Причина этому — не только разница в освещении; в тени куста больше перегноя. На открытом пригорке такого перегноя не могло быть, талые и дождевые воды смывали образовавшийся в небольших количествах перегной.
Изучение силы света и количества его, а также температуры воздуха и почвы вовсе не праздное занятие. Оно имеет, как указывал И. В. Мичурин, прямое практическое значение, например при получении цветов различной окраски. Когда-то на земле, писал Мичурин, преобладали желтые расцветки цветов. Это наблюдается и в настоящее время в экваториальных местностях.
Да и у нас одни и те же растения, например многие розы, с весны цветут в светлых тонах, а к осени эти же сорта роз цветут уже в более темных.
Это объясняется условиями большей силы света и более высокой температурой воздуха и почвы. И. В. Мичурин опытным путем установил ту температуру почвы и ту силу света, при которых могут быть получены розы разных расцветок — от желтого до лилового и голубого. Он указал способы, которыми это можно сделать: содержание розовых кустов в парниках, обкладывание цветочных горшков льдом. В клумбах и на цветочных грядках с весны до самой осени выращиваются декоративные растения с цветами самых разнообразных тонов. Из них вы составите яркий букет и летом, и под осень. В природе другая картина: лиственный лес весной не похож на лес в летние месяцы.
В лиственном лесу — обилие цветов и красок. Хвойный лес выглядит совсем по-другому. В нем всё свое, особое.
В еловых лесах снег лежит дольше, чем в лиственных. Почва в хвойном лесу сильно промерзает зимой: здесь лесная подстилка плотно слеживается и хорошо проводит тепло. К тому же в конце зимы и в начале весны снег бывает сильно затенен зелеными ветвями сосен и елей. В хвойном лесу почва оттаивает медленно.
В то время, как в лиственном лесу уже раскинулся пышный весенний покров, в еловом — еще нет цветущих растений.
А есть ли сезонность в развитии обитателей хвойного леса? Чтобы ответить на этот вопрос, надо присмотреться к самим хвойным породам. Ранней весной сосна и ель, как и липа, и клен, и другие лиственные породы, образуют новые побеги из почек. По яркой зеленой окраске молодые побеги легко отличить от старых. В это же время на вершине побега развиваются почки будущего года. Тем же временем развиваются и молодые листья. Раздвинув попарно соединенные хвоинки сосны, можно рассмотреть между ними зачаточную почку побега. В этом хвойные похожи на лиственные породы, у которых, как известно, почки закладываются с лета. Но у лиственных пород листья меняются каждый год, а у сосны и ели — сохраняются несколько лет. Старая хвоя опадает постепенно и поэтому незаметно на первый взгляд. Однако, посмотрев на почву в хвойном лесу, сразу замечаешь эту смену хвои.
Многие, верно, слышали в начале апреля какой-то треск в сосновом бору. Что это? Это растрескиваются шишки, внутри которых к этому времени созрели семена. У сосны семена рассеиваются весной. Весной можно найти и молодые всходы сосны. Они довольно заметны благодаря своей розетке узких семядольных листьев в количестве пяти-семи. Однолетний побег несет одиночные хвоинки. Предки сосны не имели укороченных побегов — попарных пучков хвои с зачаточной почкой. Однолетний побег сосны напоминает далекое прошлое своих предков.
В хвойном лесу весна чувствуется слабее, чем в лиственном. Хвойный лес и зимою радовал нас своей зеленью. Если в лиственном лесу каждый день какая-либо новость, то в хвойном лесу как будто время года — сезон — мало проявляет себя. Те же травы и кустарники с зелеными листьями, что растут летом в хвойном лесу, можно выкопать и зимой под снегом. И ранней весной, еще почти погруженные в снег, их листья свежи своей зеленью. Зимуют в хвойном лесу многие травы с розетками кожистых листьев (копытень, различные грушанки). Но к началу лета эти прошлогодние листья выглядят совсем печально: они пожелтели, побурели и явно отмирают. А тем временем быстро распускаются новые, молодые листочки.
Это же можно наблюдать у озимых растений. Всем известно, что они уходят под снег в зеленом виде, но немногие замечали, что перезимовавшие листья озими к июню отмирают, и только у основания стеблей сохраняется их мертвый, бурый пучок. Но почему же перезимовавшие листья не продолжают свое развитие в течение второго лета? Что им мешает? Ведь из-под снега они выходят совершенно жизнеспособными. Видимо, если молодое растение терпит ущерб, теряя старые листья, то всё-таки оно больше выигрывает от ускоренного развития новых листьев. Возможно, есть и другая причина: скопление в листьях за год вредных для жизни растения веществ. Возможны и еще какие-либо причины. Это наука должна еще изучать.
В наших городских садах и парках часто выращивают сосну и ель как декоративные растения. Охотно разводят еще из хвойных растений лиственницу. Ее вид весной удивительно изящный.
Лиственница — хвойное растение, но сбрасывающее свою хвою осенью. Какими же были предки лиственницы? Вечнозелеными или нет? Судя по тому, что лиственница зимой не держит хвои, ее предки не были вечнозелеными. Но для ответа на этот вопрос недостаточно наблюдений за взрослыми растениями, надо поинтересоваться их всходами.
Однолетние всходы лиственницы не теряют на зиму листвы, лишь в последующие годы она начинает спадать на зиму. Отсюда можно предполагать, что наша лиственница ведет свое происхождение от вечнозеленых предков.
Но листопад у лиственницы происходит иначе, чем у других древесных пород. Правда, уже в сентябре лиственница расцвечена осенним золотом, так золотой она стоит всю осень, а некоторые лиственницы — почти всю зиму. Такой характер листопада у лиственницы опять указывает на то, что ее предки были вечнозелеными. Лиственница не встречается в лесах наших мест, она — жительница почти всей Сибири и северо-востока Европейской части СССР. В Якутии, например, лиственница — основная лесообразующая порода. А в этих областях — холодная продолжительная зима, короткое теплое лето с ничтожным количеством осадков — суровый континентальный климат. В таких условиях сбрасывание листвы зимой должно было создавать преимущественное положение лиственницы по сравнению с другими хвойными, сохраняющими на зиму свою хвою.
Итак, в хвойном лесу, как и в лиственном, мы видим периодичность в развитии растений. Но она по-особому сложилась и по-особому протекает. При этом не всегда можно понять особенности сезонных явлений в жизни растения, исходя только из современных условий. Очень часто для этого надо разобраться в происхождении растения, в изменениях, происшедших в течение геологических эпох, и уже на основе этих данных раскрывать загадки природы. А их действительно очень много. Не успеешь в одной разобраться, как уже тянет к новой. Хочется знать больше и больше, чтобы быть разумным хозяином природы.
В хвойном лесу насчитывают до 60 процентов вечнозеленых растений. Отчего их здесь много? Отчего их нет в лиственном лесу? Где еще на земном шаре встречаются вечнозеленые деревья? Они есть в теплых, влажных тропических странах и в тундре далеких северных окраин. Растения еловых лесов часто имеют родственников в теплых странах. Например, около трехсот видов из семейства брусничных обитает в тропических странах Америки и Южной Азии. Может быть, растительность елового леса сложилась в условиях более теплого климата периода великого ледника, пережила на юге времена холодов и двинулась на север, когда ледник исчез?
Но, с другой стороны, перезимовка растений в зеленом виде приносит им большие выгоды. Весною тотчас же они начинают усваивать углерод, не теряя времени на развитие новой листвы. Недаром в тундре растут главным образом вечнозеленые растения, причем нередко те же или близкие к ним живут и в наших хвойных лесах.
Далеко за Полярным кругом встречаются обитатели хвойных лесов: лишайники, мхи, плауны, брусника, черника. Сходство растительности еловых лесов и тундры вызывает другое предположение, а именно — о северном происхождении растительности еловых лесов. В условиях тундры растения такого типа развития самые распространенные. В наших широтах они занимают господствующее положение во всей северной полосе СССР, отчасти встречаясь в средней полосе.
Происхождение наших хвойных лесов точно еще не установлено наукой. Да неясно еще и происхождение некоторых отдельных обитателей хвойного леса. Вот в еловом бору с его вечнозелеными обитателями тотчас вслед за спадающим покровом снега мы можем встретить нашу старую знакомую — прелестный, изящный цветок белой ветреницы. Ее мы видели в лиственном лесу и узнали, что цикл ее развития — подснежный, очень короткий. Опять загадка: в еловом лесу, где условия освещения так мало изменяются в течение года, цветет совсем «неподходящее» растение. Как же ветреница попала в ельник? Вероятно, она жила когда-то, как и теперь, преимущественно в лиственных лесах, покрывавших не так давно теперешнюю территорию северной и средней полосы СССР. Когда же ель стала вытеснять лиственную породу, белая ветреница все-таки сохранилась под пологом ели. В условиях ельника это растение приобрело какие-то новые биологические свойства, но несомненно полезные, иначе оно и не удержалось бы в процессе естественною отбора. Во всяком случае, белая ветреница в еловом лесу имеет давнее происхождение.
А вот еще загадка. Все знают изящные листья папоротников в наших лесах.
«И в завитках еще в бору, был папоротник тонкий»…
Завитки — молодые листья папоротников. К лету они начинают развертываться; осенью многие папоротники уходят зелеными под снег.
Значит, они также вечнозеленые растения? Весной эти листья выйдут из-под снега и сохранятся летом?
Совсем не так. Весной листья папоротников очень быстро желтеют и отмирают, не успев принести какую-либо пользу растению.
Как разобраться в этом? Опять следует посмотреть, — где живут папоротники теперь на земном шаре? Где и какими они были прежде?
Папоротники — растения очень древние. Когда-то именно они были властителями земли. И сейчас в некоторых тропических странах в условиях огромной влажности и затемнения растут гигантские папоротники. Там они не имеют заметной периодичности в развитии; там они — вечнозеленые растения. Замечательные папоротники растут в долине реки Семлики, начинающейся в отрогах мощного горного хребта Рувенцори (Африка). Здесь, на протяжении 65 километров под защитой горного хребта скопляются туманы и пары, так как нет ветра (благодаря долинам и горам), могущего разогнать их. Медленно ползут туманы вверх и, охлаждаясь там, льют обильными дождями. В долине всё время стоит ровное тепло. Земля непрерывно испаряет. Воздух, почва — всё напоено теплой влагой. Дым от костров выедает глаза путешественникам, потому что он стелется по земле: пары не пускают его кверху, а горы — в стороны. Естественная оранжерея… Не правда ли? Немудрено, что растительность в долине реки Семлики кажется искусственно собранной сюда из всех теплиц мира. Здесь прекрасно чувствуют себя папоротники, но не скромные папоротники наших мест, а древовидные. Они образуют настоящие рощи по узким лощинам, вздымая свои стволы до девяти метров в вышину. Здесь же бесчисленное множество травянистых папоротников всевозможных видов, здесь — драпировки на деревьях из мягких зеленых мхов…
Полумрак сырых тенистых мест леса наиболее подходит для жизни папоротников. Потомки древних папоротников в северных широтах нашли себе приют в тени наших лесов, но в новых условиях у современных папоротников появились и новые полезные особенности. Это прежде всего периодичность в развитии, приуроченная к весне. Но сохранился и отпечаток вечнозелености — перезимовка листьев, хоть и не приносящих теперь пользы растению, как мы это видели.
Интересно остановиться на одном роде папоротника — орляке. Он имеет широкое географическое распространение, это «хороший» род, как говорил Дарвин. Ведь первое условие для «хороших» видов и родов — их широкое расселение по земному шару. Вы все знаете виды орляка. В сентябре вы любите окружать букеты редких осенних цветов красивыми крупными листьями орляка, окрашенными в это время в золотистые и пурпурные тона. Листья орляка гибнут при первых же заморозках, окрашиваясь в золото и пурпур. В разных климатических условиях продолжительность развития у орляка совсем различная. Там, где лето короткое, надземные части орляка быстро отмирают. В областях с более продолжительным летом они держатся дольше. Вот почему орляк может жить во всех частях света. Так на каждом шагу мы встречаем старых знакомых совсем незнакомыми, если только захотим спросить себя: отчего и почему это так? И на каждом шагу дарвиновская теория о приспособлениях помогает в решении загадок природы.
Летом
Яркий солнечный день. Мелкие жучки и мухи, шмели и пчелы целыми тучами в большом оживлении снуют взад и вперед над цветами. Всё это летает, ползает, жужжит, стрекочет, достает из цветов нектар, собирает пыльцу. Около девяти десятых наших цветов опыляется насекомыми. В других странах очень большую роль в опылении цветов играют мелкие птички. Дарвин рассказывает, что в Чили он обратил внимание на один род колибри. Эти крошечные птички перелетают над цветами так же быстро, как некоторые наши мухи и бабочки, при этом они хлопают крыльями медленно и сильно.
Бабочки, посещая цветы, утоляют жажду. В прохладную ночь, особенно в конце лета, можно найти в цветках колокольчиков мелких насекомых — жучков, мух и других. Внутри цветка они обогреваются ночью. Иной раз цветок оказывается приютом насекомых во время откладывания яиц. А в завязи некоторых наших гвоздичных находят яйца ночных бабочек. Когда из яиц выходят гусеницы, то они питаются нежными молодыми семенами, потом прогрызают стенку завязи, выползают наружу, спускаются на землю и окукливаются в земле. Значит, гусеницы вредят растениям? Да, когда гусеницы уничтожают семяпочки и семена. Нет, когда гусеницы при этом производят перекрестное опыление.
Вопрос о цветочной пище насекомых также много сложнее, чем обычно думают. В самом деле, насекомые питаются не только пыльцой и нектаром, но и клеточным соком из лепестков. Иногда они поедают и ткани цветов. На нижних частях лепестков зверобоя можно видеть круглые отверстия — следы проколов. Это насекомые прокололи лепестки и высосали из них сок.
Каждый легко может найти венчики глухой крапивы, снизу поврежденные насекомыми, которые пробирались к нектару. Это насекомые с коротким хоботком: мелкие жучки, некоторые мухи. Постарайтесь найти такие экземпляры глухой крапивы. Может быть, удастся встретить на них и самих виновников повреждений.
Итак, не всегда цветы и насекомые связаны друг с другом взаимной пользой. Польза и вред идут об руку друг с другом. Даже вредный признак может удержаться в процессе естественного отбора, если в целом польза перевешивает.
А как многообразны средства приманок насекомых, которые мы видим у растений! Об этом я сейчас и расскажу.
Чей взор оставался равнодушным при виде нежных ветрениц, лиловых колокольчиков, золота калужницы, пурпура георгинов — всех этих тонов, полутонов, оттенков, переливов, то очень резко, то совсем незаметно сменяющих один другого!
В разное время года относительное количество красок цветов меняется. Меняется цвет листьев и травы. Летний букет — красные и розовые цветы. Ранней весной мы скорее всего соберем букет из желтых, фиолетовых цветов, легко дополним его синими, лиловыми. В это время года, несмотря на то, что всюду видны молодые всходы, фон всё еще бледножелтый, местами бурый. На таком фоне белые, синие цветы — лучшая приманка для насекомых. Летом основной тон станет яркоизумрудным. На нем особенно заметны красные и розовые цветы.
Яркость цветка достигается не только яркостью лепестков, но и чашелистиков. Надо добавить, что иногда самое скопление желтых тычинок и пестиков, как, например, у многих лютиковых и розоцветных, в центре белого или розового венчика — хорошая «вывеска». У одного из видов шалфея приманкой являются яркоокрашенные листья верхушки стебля. Они сидят на коротких черешках близко друг к другу: цветы же мелкие, совсем невзрачные.
Иногда невзрачные цветы хорошо заметны потому, что сближены друг с другом. В мае, прогуливаясь, можно заметить на лужайках и пригорках бледнозолотистые пятна селезеночника. Его называют еще золотничкой. Найти это растеньице растущим в одиночку не легко, потому что в одиночку оно совсем незаметно.
Лепестки, чашелистики, даже листья, окрашенные подстать цветам, тычинки, узоры, пятнистость, — всё это поражает великолепием красок и оттенков. Но только немногие знают, что всё же на палитре растений основных красок мало, а именно: хлорофилл (зеленое красящее вещество листьев), три желтых красящих вещества и цветочная синь (группа красящих веществ — антоцианов).
Разнообразие красок и их оттенков у цветов, а также у листьев, зависит именно от цветочной сини. Свойства ее весьма интересны, и с ними можно познакомиться на очень простом и очень наглядном опыте. Стоит опустить в кипящую воду листья красной капусты, как вода быстро окрасится в фиолетовый цвет. Что же случилось? Высокая температура убила клетки, и цветочная синь выступила из листа.
А теперь отлейте в пробирку соляной кислоты. Приливайте ее по каплям к фиолетовому раствору, полученному при кипячении листьев красной капусты. Раствор краснеет. Прилейте щелочи. Цвет раствора опять изменится. Он станет синим или зеленым. Эти опыты покажут, что антоцианы в соединении с кислотами теряют фиолетовый цвет и становятся красными. В щелочных соединениях они становятся синими. А вот иногда при добавлении щелочи раствор становится зеленым. Почему? Вероятно, вы слышали, что зеленый цвет является смешанным из синего и желтого. Но откуда же взялся здесь желтый цвет? В цветах содержатся вещества — так называемые флавоны. Под действием щелочи они желтеют. И вот синие антоцианы, смешанные с желтыми флавонами, окрашивают раствор в зеленый цвет.
Это явление можно наблюдать на опыте. Положите на блюдечко цветы душистой фиалки или другие, содержащие антоциан, и поместите рядом стаканчик или пробирку с нашатырным спиртом. Накройте всё это банкой. Лепестки цветов начнут зеленеть. Если взять вместо аммиака крепкую соляную кислоту, то цветы покраснеют, пройдя ряд причудливых оттенков. Этот опыт тоже можно проделать на занятиях вашего школьного кружка. Количество антоциана зависит от условий, в которых развивается растение.
Цветы незабудки имеют нежный голубой цвет, а если вырастить незабудку в теплице при 5–7 °C, то она зацветет красными цветами. Если зимой срезать ветки сирени и поместить их в световую камеру при температуре 30 °C и выше, то кисти ее будут белые. Не то будет при выгонке сирени в других температурных условиях, более низких. В этом случае сирень расцветает лиловыми цветами.
Это каждый может пронаблюдать. В своем школьном уголке живой природы вы можете поставить эти красивые опыты.
Поделиться книгой: